O que são codecs VoIP e como eles influenciam a qualidade da chamada?

A comunicação VoIP é facilitada por uma tecnologia chamada codecs, que comprimem os sons de áudio de um alto-falante em dados para transmissão pela Internet.

No entanto, nem todos os codecs de protocolo de voz sobre Internet são os mesmos – alguns se concentram em baixa latência, outros priorizam baixa largura de banda e alguns transmitem uma ampla gama de frequências de som.

Neste artigo, examinaremos profundamente os codecs VoIP, discutindo o que são, como funcionam para chamadas de voz e chamadas de conferência, variantes de codec e como escolher o codec certo para suas necessidades de comunicação de negócios.

O que são codecs VoIP?

Um codec VoIP é uma tecnologia baseada em hardware ou software que comprime e transmite um sinal de áudio entre dispositivos, permitindo uma comunicação rápida e clara.

A própria palavra “codec” combina as duas ações principais da tecnologia – codificar e decodificar um sinal de áudio analógico de ou para um digital.

Existem centenas de tipos diferentes de codecs que comprimem todos os tipos de mídia – vídeo, música, streaming, etc.

Os codecs VoIP são projetados para transmitir com eficiência áudio e fala de alta definição e alta qualidade, um componente crítico da telefonia de Voz sobre IP (VoIP).

A telefonia VoIP comercial usa uma combinação de ambos:

• Codecs de hardware: Chips físicos em qualquer dispositivo que grave, transmita ou reproduza áudio e vídeo. Computadores, tablets, telefones celulares, fones de ouvido e telefones VoIP (telefones IP) contêm codecs.
• Codecs de software: os provedores de PBX hospedados na nuvem oferecem aplicativos baseados em software com codecs, que transmitem um sinal de áudio digital pela rede de telefonia do provedor. Todos os programas baseados em vídeo e áudio utilizam codecs de software integrados, disponíveis para download online.

Por que os codecs VoIP são importantes?

Os codecs VoIP são importantes porque determinam a qualidade do áudio VoIP. O VoIP empresarial baseado em nuvem depende da transmissão de áudio digital em tempo real, o que permite qualidade de áudio de voz HD e elimina distrações como instabilidade e latência.

Essa transmissão instantânea de dados requer um codec para converter rapidamente o sinal de áudio analógico em digital, retendo o máximo possível do áudio original e minimizando a demanda por largura de banda da rede. Se um codec requer muita largura de banda ou comprime o sinal analógico muito lentamente, você pode ter atraso de áudio ou som distorcido. (O algoritmo A-law para a América do Norte e o Japão reduz os intervalos de fala para garantir uma codificação eficiente.)

Como funcionam os codecs VoIP

Um codec VoIP funciona recebendo a entrada de áudio de um alto-falante, codificando esse sinal de áudio analógico em um sinal de áudio digital, transmitindo esse sinal digital por uma rede de telefonia VoIP e, finalmente, decodificando o sinal digital de volta para analógico no lado do receptor, de onde ele passa como áudio claro. Notavelmente, os codecs realizam todo esse processo em algumas centenas de milissegundos, permitindo conversas VoIP em tempo real.

Veja como os codecs VoIP funcionam em um sistema telefônico baseado em nuvem:

1. Um codec VoIP recebe o sinal de áudio analógico de um alto-falante

2. VoIP Codec comprime o sinal analógico em pacotes de dados de áudio digital

3. O provedor VoIP do chamador transmite esses pacotes de dados de áudio digital em sua rede VoIP

4. O provedor de VoIP do destinatário recebe os dados digitais e os direciona para o aplicativo e dispositivo do destinatário

Etapa 1: o codec VoIP recebe o sinal de áudio analógico do alto-falante

Quando o locutor emite um som de fala em seu dispositivo, os codecs de hardware do dispositivo capturam a frequência de áudio como um sinal analógico.

Os sons da vida real ocupam uma ampla gama de frequências de áudio. A maior parte da fala cai entre 80 e 300 Hz, enquanto outros ruídos, como sons musicais, podem variar de 20 a mais de 15.000 Hz. Os codecs de áudio comuns capturam apenas uma parte limitada dos sons de áudio da vida real, e é por isso que as conversas telefônicas nunca soam tão claras quanto as interações pessoais.

Um codec de alta qualidade captura uma faixa de frequência mais ampla, levando a um áudio HD que emula uma conversa da vida real.

Etapa 2: Codec VoIP comprime o sinal analógico em pacotes de dados de áudio digital

Em seguida, o codec do seu aplicativo VoIP comprime o sinal de áudio analógico em pacotes de dados digitais (o processo de codificação). Os pacotes digitais exigem muito menos largura de banda e são transportados com mais facilidade pela Internet.

A qualidade dos dados de áudio compactados depende de três fatores: frequência, taxa de amostragem e taxa de bits.

• • Frequência: A faixa de som de áudio que os dados digitais capturam, em Hz. As frequências de áudio de banda larga e superlarga capturam uma faixa de som mais ampla em comparação com as frequências de banda estreita. No entanto, o áudio de banda larga requer mais largura de banda e, portanto, pode ser mais lento e mais desgastante em uma rede Wi-Fi ou Internet.
  • Taxa de amostragem: a taxa na qual o codec pode tirar “instantâneos” de áudio e transmiti-los. Medido em amostras por segundo, uma taxa de amostragem mais alta significa que o codec captura mais microssegundos de áudio, entregando um produto mais contínuo e semelhante ao analógico para o destinatário.
  • Taxa de bits: A quantidade de dados digitais contidos em cada amostra de áudio convertida de analógico (taxa de compressão). é compactado e enviado.

Cada formato de codec VoIP – como G.711, G.722 ou Opus – oferece uma frequência distinta, taxa de amostragem e taxa de bits.

Portanto, o codec do seu software VoIP determina a qualidade do áudio da chamada , incluindo a quantidade de instabilidade e latência que você experimenta.

Etapa 3: o provedor de VoIP do chamador transmite dados pela rede

Depois que seu codec VoIP compacta dados analógicos em digitais, seu provedor de VoIP transmite esses dados por meio de sua rede de telefonia baseada na Internet.

A maioria dos provedores de VoIP utiliza vários centros de dados globais , que podem rotear dados de áudio do chamador ao receptor em milissegundos, levando a um fluxo constante de comunicação quase instantânea.

Etapa 4: o provedor de VoIP do destinatário recebe os dados e os transmite para o aplicativo ou dispositivo do usuário

Após a transmissão pela Internet, os dados de áudio chegam à rede do provedor VoIP do destinatário, onde o codec do software VoIP decodifica os dados de volta para um sinal analógico (o processo de descompressão). Esse sinal descompactado é enviado ao dispositivo do destinatário.

Em uma conversa VoIP, todas as partes devem usar o mesmo codec – como o G.722, G.711 ou Opus – para que os provedores de VoIP envolvidos negociem o formato de codec com suporte mútuo de mais alta qualidade.

O mesmo processo ocorre se uma parte usar celular ou PSTN, ambos compatíveis com o codec G.711.

Os tipos de codecs VoIP

Embora existam dezenas de formatos de codecs de áudio, incluindo o popular mp3, existem apenas cinco codecs VoIP comumente usados ​​atualmente: G.711, G.722, G.722.2, G.729 e Opus.

Os provedores de VoIP normalmente oferecem suporte a vários desses codecs e cada formato oferece benefícios distintos: velocidade de transmissão, uso de largura de banda, frequência do sinal de áudio, taxa de amostragem, taxa de bits e qualidade geral do áudio.

De acordo com a União Internacional de Telecomunicações (ITU), os Codecs VoIP mais populares são:

• G.711: Suportado por quase todos os provedores de VoIP, o formato G.711 é considerado o melhor codec para interagir com a rede fixa PSTN. Tem uma alta taxa de bits, o que leva a uma boa qualidade de som, mas requer uma grande quantidade de largura de banda. Um codec de banda estreita, o G.711 suporta frequências limitadas entre 300-3.400 Hz.
• G.722: Este codec de banda larga oferece uma alta taxa de bits com altos requisitos de largura de banda e suporta de 50 a 7000 Hz com capacidade de voz HD
• G.722.2 (AMR-WB): Este codec VoIP de banda larga tem a capacidade de alternar entre uma taxa de bits de 48, 56 ou 64 Kbps, dependendo da largura de banda disponível na rede telefônica
• G.729: G.729 oferece qualidade de som de banda estreita com baixa taxa de bits – apenas 8 Kbps. A baixa taxa de bits significa que este codec consome menos largura de banda de qualquer um nesta lista, tornando-o uma ótima opção para equipes com muitos usuários compartilhando a mesma rede.
• Opus: um codec de banda ultralarga, o Opus suporta de 50 a 20.000 Hz junto com uma taxa de amostragem notavelmente alta. Esse codec também é flexível, com taxa de bits variando de 6 a 510 Kbps e largura de banda que se adapta à disponibilidade da rede. O Opus é um codec de código aberto isento de royalties e sem taxas de licenciamento.

Como escolher o codec VoIP certo

O melhor codec VoIP é aquele que se adapta ao sistema do seu provedor de telecomunicações, oferece qualidade de som ideal e atende às suas necessidades de largura de banda. No entanto, para que uma chamada VoIP ocorra, ambas as partes precisam usar o mesmo codec.

A maioria dos softwares SIP e VoIP oferece suporte a vários codecs e seleciona automaticamente o melhor para cada chamada, para que você não precise escolher um codec. Ao escolher um provedor de VoIP, procure um que ofereça G.711, G.722 e o codec Opus. Esses três codecs garantirão que cada chamada que você fizer otimize a qualidade e a conectividade da chamada.

Perguntas frequentes sobre codec VoIP

Abaixo, respondemos às principais perguntas frequentes sobre codec VoIP.